Tasarımcı proteinler kanseri nasıl önleyebilir?
Genetik materyal taşıyan hücrelerde bulunan kromozomlar veya DNA molekülleri, telomerler tarafından "ayrıştırılır" ve bu da onların "çözülmesini" önleyecektir. Telomerler, hücrelerin büyüme ve yaşlanma sürecinde de önemlidir, ancak kanser onları “ele geçirdiğinde” ne olur ve bu önlenebilir mi?
Crawley'deki Batı Avustralya Üniversitesi'nden doçent olan Oliver Rackham, "Normal bir hücre, bedenlerimizi geliştirmemiz ve korumamız için gereken doğru zamanda büyüyor" diyor.
Hücrelerde, onlara ne kadar büyüyeceklerini ve büyümeyi ne zaman durduracaklarını "söyleyen" belirli moleküler mekanizmalar mevcuttur.
Böyle bir mekanizma, kromozomların uçlarındaki "kapaklar" olan telomerleri içerir. Kromozomlar genetik bilgi taşır.
Telomerler, kromozomların uçlarında veya uçlarında "asılı" bırakılan tek DNA ipliklerine "tutturulur" ve onları olduğu gibi sabitler.
“[Hücreler] büyümelerini hücreye kaç yaşında olduğunu söyleyen bir moleküler sayma mekanizmasıyla kontrol ederler. Bu, kromozomlarımızın üzerinde küçük başlıklar bulunan uçlarında meydana geliyor ”diyor Rackham.
"Hücre her bölündüğünde," diye devam ediyor, "kromozomun başlığındaki bir parça kayboluyor. Kapaklar belirli bir uzunlukta küçüldükten sonra hücre çok fazla bölündüğünü anlar ve daha sonra büyümeyi durdurur veya ölür. "
Kanser hücre büyümesini nasıl düzensizleştirir
Ancak, telomerler olması gerektiği gibi aşamalı olarak kısaltılmadığında sorunlar ortaya çıkar. Bir kişinin çocukluğu boyunca, bireyin hala büyümesi ve gelişmesi gerektiğinden, telomerler doğal olarak "daha uzun ömürlüdür".
Ancak yetişkinlikte telomerlerin kısalmasını ve dolayısıyla hücrelerin yaşlanma sürecini düzenleyen mekanizma bozulur ve telomerler kısalmazsa hücreler anormal büyümeye devam eder.
Araştırmalar göstermiştir ki kanserde olan şey budur. Rackham'ın dediği gibi, "[C] ancer hücreleri, kromozomlarımızın uçlarını küçülten sayma mekanizmasını yıkar, böylece kanser hücreleri sonsuza kadar çoğalmaya devam eder."
Kanser telomerleri nasıl “ele geçirir”? Rackham, “[B] y bebekken ve çok hızlı büyüdüğümüzde ihtiyaç duyduğumuz, ancak hızla büyümeyi bıraktığımızda üretmeyi bıraktığımız telomeraz adlı bir enzim üretiyor,” diye açıklıyor Rackham.
Araştırmacı, tüm kanser hücrelerinin yaklaşık yüzde 90'ının telomeraz içerdiğini, dolayısıyla normal hücresel kendi kendini düzenleyen mekanizmayı bozduğunu belirtiyor.
Bu yapay proteinler bir 'ilk'
Rackham ve Batı Avustralya Üniversitesi Harry Perkins Tıbbi Araştırma Enstitüsü'nden bir uzman ekibi, telomerazın kanserdeki hücrelerin anormal büyümesini kolaylaştırmasını durdurmanın etkili bir yolunu bulmak için çalışıyorlar.
Bu enzim, kromozomların uçlarındaki telomerleri "uzatarak", pratik olarak yaşam sürelerini "yenileyerek" çalışır.
Şu anda dergide yayınlanan bir makalede bildirdikleri gibi Doğa İletişimiBatı Avustralya Üniversitesi ekibi, kromozomların uçlarını saran yapay proteinler geliştirdi, böylece telomerazın telomerleri "güçlendirmesini" engelledi.
Rackham, "Bu proteinler, [telomerler tarafından güvence altına alınan] [tek sarmallı] DNA'yı kilitler, böylece telomeraz ona dokunamaz." Diye açıklıyor.
“Laboratuvarımız ilk kez tek sarmallı DNA'yı gerçekten tanıyabilen ve onu bağlayabilen proteinler tasarladı. Temelde bu proteinleri onları hedef alacak şekilde programlayabiliriz ”diye belirtiyor.
Bunu yaparken ekip, hücrelerin kontrolsüz ve dolayısıyla zararlı büyümesini tetiklemek için kanserin "ele geçireceği" moleküler mekanizmayı bozmayı başardı.
Araştırmacılar, tek sarmallı DNA'ya bağlanabilen proteinlerin geliştirilmesinin gelecekte birden fazla terapötik ilgi alanında kullanılabileceğini savunarak keşiflerinden duydukları heyecanı dile getirdiler.
Yazarlar, "Bu çalışmada, biyoloji ve biyoteknolojideki birçok potansiyel uygulama ile, spesifik [tek iplikli DNA] dizilerini tanıyan proteinler tasarlama yeteneğine sahip olduğumuzu gösterdik" sonucuna varıyorlar.
